Course detail

Nuclear reactor physics and thermomechanics of nuclear fuel

FEKT-MPC-RFPAcad. year: 2025/2026

Not applicable.

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Department

Department of Electrical Power Engineering (UEEN)

Entry knowledge

Not applicable.

Rules for evaluation and completion of the course

Not applicable.

Aims

Not applicable.

Study aids

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Heřmanský Bedřich: Termomechanika jaderných reaktorů, Academia, Praha 1986 (CS)
John R. Lamarsh, Anthony Baratta: Introduction to Nuclear Engineering, Pearson publ. 2001, ISBN ISBN 978-0201824988 (EN)
Neil E. Todreas, Mujid S Kazimi, Mahmoud Massoud: Nuclear Systems Volume II: Elements of Thermal Hydraulic, CRC Press 2021, ISBN 978-1482239584 (EN)
Neil E. Todreas, Mujid S Kazimi: Nuclear Systems Volume I: Thermal Hydraulic Fundamentals, CRC Press 2011, ISBN 978-1439808870 (EN)
Olander, D. R.: Fundamental aspects of nuclear reactor fuel elements, California Univ., Berkeley 1976, TID-26711-P1, TRN: 08-019392 (EN)
Olander D.R.: A New Book: Light-Water Reactor Materials, Nucl. Engin & Technol. 37, 2005 (EN)

Recommended reading

Not applicable.

Classification of course in study plans

  • Programme MPC-JAE Master's 1 year of study, summer semester, compulsory

Type of course unit

 

Lecture

24 hod., optionally

Teacher / Lecturer

Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Syllabus

1. Základní pojmy z fyziky ionizujícího záření, radioaktivní rozpady, reakce neutronů, účinné průřezy
2. Štěpení jader, neutronové výtěžky, energetické výtěžky, okamžité a zpožděné neutrony
3. Časový průběh štěpné řetěžové reakce, koeficient násobení, reaktivita, ustálený stav, generace neutronu
4. Prostorové rozložení neutronů v jaderném reaktoru, Fickův zákon, odvození difúzní rovnice
5. Rozbor difúzní rovnice v nenásobícím a násobícím prostředí, difúzní délka, Fermiho stáří, migrační plocha neutronů
6. Kritická rovnice, transportní rovnice
7. Vývin tepla v jaderném reaktoru, koeficienty nevyrovnání výkonu
8. Vývin tepla v palivovém elementu, rozložení teplot v palivovém proutku
9. Chlazení palivového elementu, teorie horkého kanálu
10. Fyzikální procesy v palivu a pokrytí v průběhu vyhořívání
11. Chování paliva v havarijních podmínkách a bezpečnostní limity
12. Počítačové simulace a matematické modelování v reaktorové a neutronové fyzice a havarijní analýzy

Exercise in computer lab

8 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Syllabus

1. Cvičení s programem FEMAXI
2. Seznámení s programem UWB/MCNP
3. Seznámení s programem MELCOR

Laboratory exercise

12 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Syllabus

1. Určování difúzní délky neutronů ve vodě, grafitu a parafínu
2. Závislost moderačních parametrů na teplotě a hustotě moderátoru
3. Závislost efektivních účinných průřezů na neutronovém spektru

Exercise

4 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Syllabus

1. Výpočet parametrů vyhořívání jaderného paliva
2. Řešení difúzní rovnice